一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路技术方案

本发明专利技术公开了一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流。本发明专利技术的移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路
本专利技术涉及一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路。
技术介绍
针对电动汽车建立的现有基础设施，主要是固定式的，不能灵活移动。在电动汽车的实际使用过程中，由于人为疏忽或设备故障，有时会出现在行驶途中的电动汽车因为电能耗尽而不能继续行驶到充换电点的情况。针对上述意外情况，研制可自由移动式的充电单元为电动汽车补充能源是非常有必要的，因此提出了专为电动汽车供电的移动充电宝的概念。移动式充电宝是一种可自由移动的电动汽车的应急电源装置，电池储能单元是移动式充电宝的重要组成部分。由于制作工艺、工作温度、老化等的方面的影响，电池组内单体电池在容量、内阻、端电压等方面不一致。这种不一致性显著影响了动力电池组的寿命、效率和整体容量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。实现上述目的的技术方案是：一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流，其特征在于，所述电流均衡控制电路包括续流二极管和若干个电流均衡控制单元，所述若干个电流均衡控制单元与电池组中的若干个电池一一对应；所述若干个电池依次串联组成所述电池组；所述续流二极管的负极与电池组的正极相连，所述续流二极管的正极与所述电池组的负极相连；每个所述电流均衡控制单元均包括功率开关、电感和二极管，所述电池的一端、功率开关、电感和电池的另一端依次相连，所述二极管的负极与所述功率开关和电感的相接端相连，所述若干个电流均衡控制单元的二极管依次串联，且最后一个所述电流均衡控制单元的二极管的正极与相应的电池和电感的相接端相连。本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。附图说明图1为本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路的电路图；图2为移动式充电宝电池管理系统的电池充电控制策略的框图。具体实施方式为了使本
的技术人员能更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：充电宝电池组BAT是有由若干电池串联构成，是能量储存的重要元件。为了将能量储存在电池中，需要将市电转换为合适电压水平的直流电，然后通过控制电路根据电池的充电特性，逐步将能量转换为电池内部的化学能。由于电池组有数量较多的电池单元构成，在参数和特性等方面分别存在一定的差异，在电能逐步转换为化学能的过程中，针对电池单元不同点特性度其充电放电过程进行必要控制，对发挥电池的效能，缩短充电时间，提高充电效率具有非常重要的作用。请参阅图1，本专利技术的最佳实施例，一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，包括续流二极管Dn+1和若干个电流均衡控制单元，若干个电流均衡控制单元与电池组中的若干个电池BT1～BTn一一对应；若干个电池BT1～BTn依次串联组成电池组；续流二极管Dn+1的负极与电池组的正极相连，续流二极管Dn+1的正极与电池组的负极相连；每个电流均衡控制单元均包括功率开关、电感和二极管，电池的一端、功率开关、电感和电池的另一端依次相连，二极管的负极与功率开关和电感的相接端相连。电流均衡控制电路主要元器件有：电感L1～Ln、电容C1～Cn、功率开关管Q1～Qn及二极管D1～Dn+1，若干个电流均衡控制单元的二极管D1～Dn依次串联，且最后一个电流均衡控制单元的二极管Dn的正极与相应的电池BTn和电感Ln的相接端相连。电流均衡控制电路可以实现对成组串联的电池BT1～BTn均衡充电，当与某个电池单元对应的功率开关管导通时，电池单元被旁路，充电电流不流经对应的电池单元，否则将对电池单元充电。系统中设置的二极管起到续流作用，可以避免在回路中形成比较高的反向电压影响损坏电池和充电器件。在实际使用时，可用PWM控制信号对功率开关管的通断进行控制，通过占空比调节各个电池单元充电的快慢，最终维持电池的SOC值之间只存在非常小的差异。请参阅图2，电池充电控制策略主要以电压差、电压差变化率和单体电池温度作为3个主要输入参数。控制策略以串联电池组单元的平均电压Va作为参考输入，以实际测量的单体电池端电压V作为主要控制参数，PI控制器以端电压V和组内平均电压Va作为输入，输出控制量(PWM信号的占空比)调节充电过程。控制策略首先根据监测的电压差异ev、电压差变化率，在其论域内模糊化，然后根据规则通过模糊运算的方法确定控制器的P、I控制参数。同时单独针对P控制参数，在模糊推理结论基础上进行线性比例修正。充电控制模块对单体电池的充电控制策略采用模糊PI控制器的策略，模糊自适应控制策略主要以电压差、电压差变化率和单体电池温度作为三个主要输入参数。电流均衡控制电路采用的模糊PI控制策略，模糊PI控制策略以串联电池组单元的平均电压作为参考输入，以实际测量的单体电池端电压作为主要控制参数，PI控制器以端电压和组内平均电压作为输入，输出控制量(PWM信号的占空比)调节充电过程。控制策略以电压差、电压差变化率和单体电池温度三个主要参数为基础，对PI控制器的系数进行整定。模糊PI控制策略首先根据监测的电压差异、电压差变化率，在其论域内模糊化，然后根据规则通过模糊运算的方法确定控制器的P、I参数。考虑到温度对控制器参数的影响，实际输出的P控制参数在模糊控制的输出参数上做适当修正，具体的经验公式如下：P＝Pfuzzy(1+k*Δt)(1)式(1)中，P为实际输出的P控制参数；Pfuzzy为模糊推理获取的控制参数；Δt为单体电池和组内电池单元平均温度之差；k为温度修正系数，随电池种类变化。PI控制器的实际输出计算公式如下：U＝P*α*△V+I*β*∫△V(2)式(2)中，U为输出的PWM占空比[0％,100％]；△V为电池电压偏差；α,β为PI控制参数换算系数，α,β为常量，在控制器调试阶段根据电池组配置和电池的工艺参数整定。综上所述，本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。本
中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本专利技术，而并非用作为对本专利技术的限定，只要在本专利技术的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本专利技术的权利要求书范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流，其特征在于，所述电流均衡控制电路包括续流二极管和若干个电流均衡控制单元，所述若干个电流均衡控制单元与电池组中的若干个电池一一对应；所述若干个电池依次串联组成所述电池组；所述续流二极管的负极与电池组的正极相连，所述续流二极管的正极与所述电池组的负极相连；每个所述电流均衡控制单元均包括功率开关、电感和二极管，所述电池的一端、功率开关、电感和电池的另一端依次相连，所述二极管的负极与所述功率开关和电感的相接端相连，所述若干个电流均衡控制单元的二极管依次串联，且最后一个所述电流均衡控制单元的二极管的正极与相应的电池和电感的相接端相连。

【技术特征摘要】
1.一种移动式充电宝电池管理系统的电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流，其特征在于，所述电流均衡控制电路包括续流二极管和若干个电流均衡控制单元，所述若干个电流均衡控制单元与电池组中的若干个电池一一对应；所述若干个电池依次串联组成所述电池组；所述续流二极管的负极与电池组的正极相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许楫，沈晓枉，钟筱怡，苗伟杰，吴琼，徐方，严小恺，李亮，戴军，王婧，吴晓军，徐旭东，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海服泽能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31